Статьи автора

Применение модифицированного правила смешения компонентов для расчета теплофизических свойств сплавов свинца с калием

Номер выпуска 2 от 16.09.2025

В теплоотводящих элементах ядерных энергетических установок на быстрых нейтронах в качестве жидкометаллических теплоносителей используют сплавы на основе системы калий‒свинец. В связи с практической значимостью данного сплава был проведен полуэмпирический расчет теплофизических характеристик (теплоемкости, коэффициента теплового линейного расширения, плотности, теплопроводности, температуропроводности и удельного электросопротивления) калия, свинца и расплава свинца с калием. Для вычислений были использованы массивы согласованных между собой экспериментальных данных, соотношения авторской модели двухфазной локально‒равновесной области и модифицированное правило смешения компонентов. В формирование тепловых свойств компонентов и их сплавов вносят вклад как явления в любой малой окрестности точки образца (локальный уровень), так и коллективные феномены реакций всех точек сплава (субстанциональный уровень). Указано на существование особенностей на температурных зависимостях калия и свинца в виде пиков, ям и скачков, а также на наследование некоторых графических особенностей температурных кривых компонентов при формировании тепловых свойств расплава. С помощью аппроксимации экспериментальных данных расплава установлено исчезновение некоторых особенностей при образовании сплава. На экспериментально неисследованных температурных интервалах продемонстрировано поведение теплофизических характеристик компонентов, а тепловые свойства расплава отображены в виде таблицы. Указано на необходимость проведения дополнительных экспериментальных работ с целью проверки проведенных расчетов и уточнения поведения теплофизических характеристик компонентов и их сплава на неисследованных интервалах температур.

4 0

Прогнозирование теплофизического поведения аморфных сплавов Ni_0.333Zr_0.667 и La₈₀Al₂₀ по свойствам металлов

Номер выпуска 5 от 16.09.2025

Аморфные сплавы (металлические стекла) получают путем сверхбыстрого охлаждения расплавов. В результате этого процесса “замораживается” хаотическое распределение атомов в пространстве при сохранении ближнего порядка, характерного для жидкостей. Высокая однородность твердого состояния приводит к уникальным механическим, магнитным и другим физическим свойствам. Изделия из разработанных дешевых металлических стекол заместили на некоторых производствах ряд аналогов из дорогих традиционных материалов. С другой стороны, существенными недостатками неупорядоченных сред являются температурная и временнáя нестабильности. Решение этой проблемы возможна при знании теплофизических свойств аморфных сплавов: теплоемкости, коэффициента теплового расширения, теплопроводности и температуропроводности. Но даже оценка их температурных зависимостей представляет собой сложную и актуальную задачу. Поэтому в данной работе предложено использовать правило смешения компонентов, теплофизические свойства которых известны. Это позволяет предсказать температурные зависимости теплоемкости, коэффициента теплового расширения и температуропроводности металлических стекол при известных значениях их теплопроводности для разных температур. Отметим, что на рассчитанные кривые для теплоемкости аморфного сплава Ni_0.333Zr_0.667 достаточно хорошо укладываются известные из научной литературы экспериментальные данные в низкотемпературной области.

10 0

Прогнозирование теплофизических свойств аморфных сплавов никеля Ni2B, Ni44Nb56, Ni62Nb38 по данным о компонентах

Номер выпуска 4 от 16.09.2025

Замена традиционных материалов аморфными сплавами и эксплуатация изделий из них определяются структурной, временной и температурной устойчивостью неупорядоченных сред. В частности, тепловая стабильность аморфного сплава напрямую зависит от его теплофизических характеристик. Поэтому в статье продемонстрированы применимость правила смешения компонентов и использование их данных по теплофизическим свойствам в кристаллическом состоянии для оценки аналогичных характеристик сплавов из групп металл – металлоид и переходный металл – переходный металл в аморфной фазе. Установлено, что для группы переходный металл – переходный металл оценка теплоемкости аморфных сплавов никеля дает лучшее приближение к экспериментально установленным величинам, чем для сплава из группы металл – металлоид. Причинами расхождения оценки и экспериментальных данных для сплава из группы металл-металлоид, возможно, являются ковалентность связи атомов, в отличие от металлической связи для сплавов из группы переходный металл – переходный металл, меньший размер атомов металлоида, их большая подвижность и влияние на измельчение зерен сплава. Расчетами подтверждено существование наблюдаемого при экспериментальных исследованиях эффекта наследования аморфным сплавом особенностей температурных зависимостей ряда теплофизических свойств компонентов.

11 0